Insel der Jungfrauen(geburten)

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oder: Clitarchus hookeri auf Weltreise

Die Briten lieben ihre Gärten und den Gartenbau – so will es das Klischee. Tatsächlich finden sich auf den britischen Inseln nicht nur schöne Privatgärten, sondern auch kunstvoll angelegte Botanische Gärten. Wenn sie in klimatisch günstigen Regionen – auf den Scilly Inseln etwa – gelegen sind, können sie Pflanzen aus aller Welt beherbergen.

Und so gab der „Tresco Abby Garden“ Anfang des 19. Jahrhunderts eine Pflanzenlieferung vom sprichwörtlich anderen Ende der Welt in Auftrag. Nur ahnten die Gärtner damals nicht, dass sie eine Zugabe erhalten würden: Ein Weibchen der Stabschreckenart Clitarchus hookeri hatte sich in die Lieferung eingeschlichen.

Clitarchus hookeri
Ein Weibchen der Stabschrecke Clitarchus hookeri, Foto by Amelia Davis CC 4.0

Einen Freund der Terraristik würde es natürlich unheimlich freuen, einen exotischen Pflegling umsonst zu erhalten. Schließlich gibt es eine Unzahl von Arten in der Ordnung der Phasmiden, von denen sich heutzutage etliche steigender Beliebtheit als Haustiere erfreuen. Wirklich Interesse hatte damals aber niemand an diesem Tier – vermutlich bemerkte man es überhaupt nicht erst.
Das Tierchen führte also eine einsame Existenz – bis seine natürlichen Triebe einsetzten. Es spürte den Drang, sich zu vermehren. Aber wie sollte es das bewerkstelligen? Es fand schließlich kein Männchen seiner Art

Nun könnte man meinen, dass die Geschichte mit dem Tod dieses (zwangsweise) enthaltsamen Exemplars endete. Weit gefehlt! Mehr als hundert Jahre später findet man Clitarchus hookeri noch immer im Tresco Abby Garden. Sie sind Nachkommen – die Nachkommen einer Jungfrau.

Tresco Abbey Gardens, neue Heimat der Clitarchus hookeri
Gartenlandschaft um die Tresco Abbey. Foto by U. Jansen CC 3.0

Ganz streng betrachtet ist dieses Thema natürlich nicht der Kryptozoologie zuzuordnen – schließlich ist Clitarchus hookeri längst wissenschaftlich beschrieben. Allerdings sind die Eigenschaften dieser Art extrem kurios und trotzdem nicht übermäßig bekannt. Daher bietet dieser Artikel einen Überblick über dieses Thema:

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Ein Inselkrimi der besonderen Sorte

Türkisblaues Meer, sattgelbe Ginsterbüsche, majestätische Klippen – doch die Idylle auf den Scilly-Inseln vor Cornwall trügt …

Detective Inspector Ben Kitto wollte bei seiner Rückkehr auf die Scilly-Inseln vor Cornwall eigentlich nur eines: zur Ruhe kommen. Seinem Onkel beim Bootsbau helfen, sich vom Inselwind den Kopf freipusten und London hinter sich lassen. Soweit der Plan. Doch bereits bei der Ankunft auf seiner Heimatinsel Bryher wird die 16-jährige Laura Trescothick vermisst und kurz darauf ermordet aufgefunden.

 

Nachts schweigt das Meer ist der erste Teil einer dreiteiligen Krimireihe. Wie viele erfolgreiche und charismatische Krimis wurde auch sie von einer Britin geschrieben: Kate Penrose.
Das Buch ist 2019 bei Hell Bay als Paperback mit 464 Seiten erschienen. 

 

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Wer macht’s wo wie?

Eine Jungfrau sollte also Nachkommen gezeugt haben. Die asexuelle Vermehrung verschiedener Tierarten ist bereits bekannt. Für die Wissenschaft ist auch nicht neu, dass bei vielen Arten asexuelle Vermehrung fakultativ ist, sexuelle Fortpflanzung trotzdem möglich ist. Ungewöhnlich bei Clitarchus hookeri ist die Auswirkung der geografischen Lage einer Population.

(Erzwungene?) Enthaltsamkeit im Norden

Für besonderes Erstaunen sorgte die Population des Insekts auf den Scilly-Inseln, die nahe der Küste Cornwalls befinden. Ein Team von britischen Wissenschaftlern konnte auch etwa hundert Jahre nach der ersten Ankunft auf der Insel kein einziges männliches Exemplar der Art finden. Folglich mussten sich die Weibchen seitdem ausschließlich asexuell vermehrt haben.

 

Lage der Isles of Scilly mit Hugh Town am Rande des Vereinigten Königreiches
 

Die Gründe dafür sind nicht völlig klar. Fest steht nur, dass Clitarchus hookeri Anfang des 20. Jahrhunderts auf die Scilly-Inseln, genauer in den Tresco Abby Garden eingeschleppt wurde. Entgegen der Schilderung in der Einleitung kann allerdings nicht sicher belegt werden, ob nur ein Tier oder mehrere Exemplare dieser Art auf der Insel ankamen.

Eine Möglichkeit, die ausschließlich asexuelle Vermehrung zu erklären, besteht in den veränderten Umgebungsbedingungen. Diese sind zwar denen in der Heimat dieser Insekten sehr ähnlich – dass sie aber völlig identisch sind, ist zweifelhaft. Es ist also möglich, dass die männlichen Exemplare der Art ihren „Umzug“ schlicht nicht überlebten.

 

Lage des Tresco Abbey-Gartens auf den Isles of Scilly
 

Die andere Möglichkeit besteht darin, dass vielleicht gar keine männlichen Tiere auf die Insel eingeführt wurden. Schließlich war die Ansiedlung von Clitarchus hookeri im Tresco Abby Garden nicht geplant, sodass niemand auf eine gleichmäßige Verteilung der Geschlechter achtete. Dieser zweiten Möglichkeit verleiht eine Beobachtung neuseeländischer Wissenschaftler weiteren Auftrieb: Demnach sind die Weibchen im Allgemeinen träger, als die Männchen. Sie bleiben über längere Zeiträume auf ihren Futterpflanzen sitzen – und können dadurch auch leichter als blinde Passagiere reisen.

Misch-Masch im Süden

Diese Futterpflanzen, Leptospermum scoparium – auch Südseemyrte genannt – wachsen wiederum am sprichwörtlich anderen Ende der Welt: in Neuseeland. Populationen finden sich sowohl auf der Nord- als auch der Südinsel sowie auf einigen kleineren Inseln.

Südseemyrte, die wichtigste Futterpflanze von Clitarchus hookeri
Die Südseemyrte Leptospermum scopariulium ist die Hauptfutterpflanze von Clitarchus hookeri. Foto by Krysztoff Golik

Bei der Fortpflanzung gibt es allerdings deutliche Unterschiede: Die Insekten des nördlichen Teils der Nordinsel pflanzen sich hauptsächlich sexuell fort. In den südlich gelegenen Populationen finden sich dagegen fast ausschließlich weiblich Exemplare und die Vermehrung findet asexuell statt.
Die zuvor erwähnten vier neuseeländischen Wissenschaftler mutmaßen, dass dies im Zusammenhang mit dem ursprünglichen Verbreitungsgebiet steht: Die nördlichsten Populationen wären demnach die ursprünglichsten. Im Laufe der Zeit breiteten sie sich auf die übrigen Regionen aus. Bei dieser Neubesiedelung war eine asexuelle Vermehrung von Vorteil, da die Weibchen nicht auf einen geeigneten Partner zur Fortpflanzung treffen mussten.

 

Parthenogenese

Parthenogenese kommt in mehreren Formen erstaunlich häufig im Tierreich vor. Insbesondere unter den Arthropoden ist sie weit verbreitet. Klassische Beispiele sind Wasserflöhe und Blattläuse, die sich unter guten Umweltbedingungen schnell und in großer Zahl parthenogenetisch vermehren. So besteht die Möglichkeit, einen optimalen Lebensraum schnell zu besiedeln. Eine Durchmischung des Erbgutes durch sexuelle Aktivitäten finden häufig erst statt, wenn sich die Lebensbedingungen verschlechtern. Insbesondere bei Wasserflöhen wird das Auftreten von Männchen auch als besonderer ökologischer Hinweis gewertet und geht oft dem Zusammenbruch von Populationen nur kurz voraus.

Auch bei Wirbeltieren ist Parthenogenese bekannt. Zahlreiche Knochenfische haben die Möglichkeit, teilweise muss jedoch die Eizelle durch ein Spermium (auch das einer anderen Art) aktiviert werden. Bei fünf Haiarten ist sie im Aquarium nachgewiesen. Einige Schlangen und Echsen verfügen über diese Möglichkeit, unter anderem der Komodowaran. Selbst bei Vögeln ist die Jungfernzeugung bekannt, so beim Truthuhn. Nur von den Säugetieren kennt man sie nicht, sieht man von einem etwa 2020 Jahre alten, aber nur anekdotisch überlieferten Fall ab.

 

 

Wie geht sowas eigentlich?

Das Genmaterial eines jeden durch sexuelle Fortpflanzung gezeugten Lebewesens setzt sich aus Teilen des genetischen Codes von Mutter und Vater zusammen.
Ist aus irgendwelchen Gründen in einer der Keimzellen zu wenig (oder auch zu viel) vorhanden, sind die Folgen gravierend: Ein so gezeugter Nachkomme ist häufig nicht überlebensfähig.
Nun stellt sich natürlich die Frage, wie Clitarchus hookeri es bewerkstelligt, dass überlebensfähiger Nachwuchs sowohl sexuell als auch asexuell erzeugt werden kann. Da die Studie der Neuseeländer nicht hauptsächlich das „wie“, sondern mehr das „warum“ der asexuellen Fortpflanzung beschrieb, soll ihre eher kurze Bemerkung dazu an dieser Stelle aufgeschlüsselt werden.

Von der haploiden Keimzelle…

Meiose
Phasen der Meiose: Aus einer Ausgangszelle werden vier Keimzellvorläufer mit je einem halben Chromosomensatz (Image by Ali Zifan (CC 4.0))
Phasen der Meiose (Erklärung des Bildes oben)
  1. Die Chromosomen verdichten sich und werden sichtbar (rot und blau), sie wandern zum Zelläquator
  2. Sich entsprechende Chromosomen liegen am Zelläquator gegenüber
  3. Die Chromosomen werden zu den Centrosomen (gelb) gezogen. Hierbei kann es zum Austausch von Armen oder Teilen davon kommen.
  4. Die Zelle beginnt, sich am Zelläquator einzuschnüren.
  5. Die Zellteilung ist erfolgt. Jede Tochterzelle hat einen einfachen Chromosomensatz.
  6. Erneute Zellteilung, diesmal werden die Chromosomen am Zentromer, dem Schnittpunkt der Arme auseinander gezogen
  7. Eine weitere Zellteilung erfolgt
  8. Die Tochterzellen haben je einen Satz „halber“ Chromosomen.

 

 

 

 

Die Meiose bezeichnet diejenige Form der Zellteilung, durch die Keimzellen erzeugt werden. Ihr entscheidendes Merkmal stellt die Haploidie der entstandenen Zellen dar – d.h. jede Keimzelle enthält nur halb so viele Chromosomen, wie eine Körperzelle des jeweiligen Elternorganismusses. Bewerkstelligt wird dies dadurch, dass die Chromosomenpaare der Vorläuferzelle während der ersten Reifeteilung getrennt und in unterschiedliche Zellen gezogen werden.
Würde dieser Mechanismus nicht funktionieren, würde sich die Zahl der in der DNA enthaltenen Chromosomen mit jeder Generation verdoppeln. Die Folgen für die Nachkommen wären wohl tödlich.

Auch bei Clitarchus hookeri  findet eine Meiose statt. Wäre es nicht so, wäre die sexuelle Fortpflanzung nicht mehr möglich. Die asexuelle Vermehrung funktioniert durch einen Trick einwandfrei:

… zurück zum diploiden Organismus

Bei der automiktischen Parthenogenese, erfolgt die Reduktionsteilung der Meiose (Phasen 1 – 5) ganz normal. Anschließend werden die Kerne jedoch nicht auf Tochterzellen verteilt. Jeweils zwei Kerne  verschmelzen sofort wieder. Dadurch wird der alte diploide Zustand wiederhergestellt, es kommt zu einer gewissen Durchmischung des Erbgutes und es entstehen weibliche Individuen.

Der genetischen Vielfalt ist dies allerdings anders als bei der sexuellen Fortpflanzung nicht zuträglich: Schließlich wird nur wiederhergestellt, was ohnehin an Genmaterial vorhanden war.

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Phasmiden – das Standardwerk für den Terrarianer

Das Buch liefert einen breiten Überblick über die Diversität der Insektengruppe der Stab- und Gespenstschrecken (Phasmatodea), einschließlich ihrer Biologie und Evolution. Schwerpunkt bildet die Anleitung zur Haltung und Vermehrung einer großen Auswahl von derzeit in Kultur befindlichen Arten.

 

Phasmiden: Lebensweise, Pflege, Zucht ist 2012 beim Ulmer Verlag erschienen. Es ist gebunden und hat 176 Seiten.

 

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Der Geist ist willig, aber das Fleisch ist zu stark…

Die sexuelle Fortpflanzung hat also normalerweise Vorteile gegenüber der asexuellen Vermehrung. Eine Ausnahme stellt die zügige Ansiedelung in neuen Lebensräumen dar. Folglich müsste man auch annehmen, dass Clitarchus hookeri die sexuelle Fortpflanzung vorzieht, wenn ein geeigneter Partner verfügbar ist.
In der Realität ist diese Angelegenheit allerdings etwas komplizierter:

Clitarchus hookeri, die eisernen Jungfrauen Britanniens

Ein experimenteller Versuch bewies nämlich 2019, dass eine Rück-Umstellung auf sexuelle Fortpflanzung nicht ohne Weiteres möglich ist.
Forscher haben Exemplare der rein weiblichen Scilly-Population gesammelt und anschließend mit Männchen der Neuseeland-Population vergesellschaftet. Anschließend haben sie die Geschlechtsverteilung der Nachkommen ausgewertet, und bestimmt, wie erfolgreich die Paarungsversuche waren.

Bei der sexuellen Reproduktion muss das Verhältnis aus männlichen und weiblichen Nachkommen natürlich näherungsweise 1:1 sein. Das Geschlecht bestimmt bei Clitarchus hookeri die Frage, ob die Keimzelle des Vaters das einzige Gonosom seines genetischen Codes – ein X – Gonosom – enthält. Gibt er dieses weiter, wird zwangsweise ein Weibchen gezeugt, denn diese weisen zwei X-Gonosomen auf. Enthält seine Keimzelle dagegen kein Gonosom, wird ein männlicher Nachkomme gezeugt.

So schön gleichmäßig war die Geschlechterverteilung allerdings nicht, im Gegenteil: etwa 98% der während des Versuchs geschlüpften Nachkommen waren Weibchen. Insgesamt konnten also nicht mehr als ca. vier Prozent der Nachkommen auf sexuellem Wege entstanden sein. Die überwältigende Mehrheit der Stabschrecken hatte also die asexuelle Vermehrung beibehalten.
Eine Studie aus Neuseeland stützt diese Vermutung: Laut ihr bringt eine Verpaarung der asexuellen Weibchen mit (sexuellen) Männchen nur in etwa fünf Prozent aller Fälle einen Paarungserfolg. Es scheint im Laufe der Zeit eine genetisch bedingte Unfähigkeit zur sexuellen Fortpflanzung entstanden zu sein.

 

Die Tresco Abby Gardens, ca. 1890 bis 1900

Biologisch andersartig – auf Verhaltensebene gleich

Die Männchen von Clitarchus hookeri bevorzugen im Allgemeinen leichtere Weibchen gegenüber schwereren. Dies führen die beobachtenden Wissenschaftler darauf zurück, dass jüngere, fruchtbarere Weibchen im Allgemeinen ein geringeres Gewicht aufweisen, als die älteren.

Allerdings sind nicht nur junge, sexuelle Weibchen leicht, sondern auch asexuelle Weibchen. Bei letzteren gilt die Regel im Allgemeinen und damit unabhängig vom Alter. Die männlichen Exemplare wählten folglich im Versuch regelmäßig solche Weibchen aus, bei denen die Chance einer erfolgreichen sexuellen Fortpflanzung äußerst gering war. Nicht nur das: Sie bevorzugten sie sogar.
Auch die asexuellen Weibchen verhielten sich keineswegs anders, als die sexuellen. So wehrten sie die Paarungsversuche der Männchen zum größten Teil nicht ab.

Dieses Verhalten ist aus evolutionärer Sicht natürlich nicht sinnvoll, da es Energie verschwendet. Die Wissenschaftler gingen deswegen davon aus, dass die Umstellung auf eine rein asexuelle Fortpflanzung erst vor verhältnismäßig kurzer Zeit stattfand. So wäre erklärbar, weswegen solche Relikt-Merkmale noch immer vorhanden sind.

Tresco Abbey Gardens
Modernes Bild der Tresco Abbey Gardens, beinahe an der selben Stelle. Foto: Lambert

 

Fazit

Clitarchus hookeri dürfte wohl eines er seltsamsten Tiere sein, die im Netzwerk für Kryptzoologie bis jetzt vorgestellt wurden. Den Vergleich mit manch einem Kryptid brauchen sie nicht zu scheuen: Es handelt sich um Tiere, die sexuell oder asexuell vermehren können, wobei einige Populationen die Fähigkeit zur sexuellen Vermehrung größtenteils verlieren. Gleichzeitig verhalten sich alle Exemplare unabhängig davon so, als wollten sie sich sexuell vermehren.

 

Für die Wissenschaft bleiben wiederum noch Fragen offen: Zum einen wäre es interessant, zu erfahren, wodurch genau die Umstellung von der fakultativ asexuellen Fortpflanzung zur beinahe zwingend asexuellen Fortpflanzung bedingt ist. Zum anderen ist auch noch fraglich, ob das Beibehalten der sexuellen Verhaltensweisen den asexuellen Tieren nicht doch irgendwelche, noch unbekannten evolutionären Vorteile bringt. Alternativ müsste man eigentlich beobachten können, dass sich asexuelle Exemplare langsam gegenüber den sexuellen durchsetzen.

 

Die Beantwortung solcher Fragen würde (oder: wird?) gewiss viel Zeit und Arbeitsaufwand in Anspruch nehmen. Sicher ist aber: Es ist zumindest möglich durch die Beobachtung von Clitarchus hookeri neue Erkenntnisse zu gewinnen – Denn diese Art existiert, was sie einigen Kryptiden voraus hat.


Wie immer wenn es  umfangreichwird: Das Literaturverzeichnis als Download

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